Bauelemente der Halbleiterelektronik: Teil 1 Grundlagen, Dioden und Transistoren

در دو دهه اخیر، الکترونیک تقریباً سریعتر از هر حوزه دیگری از مهندسی برق توسعه یافته است. بیش از همه پیشرفت‌ها در فیزیک حالت جامد و نیمه‌رسانا بود که این پیشرفت را پیش برد. در حالی که در دهه 1950 فناوری مدار به طور فزاینده ای از مدارهای لوله ای به مدارهای ترانزیستوری تبدیل شد، پیشرفت بیشتری در دهه 1960 با استفاده از مدارهای مجتمع حاصل شد. در زمینه مدارهای مجتمع، اکنون می توان پیشرفتی را مشاهده کرد که - به دلیل بهبود فن آوری نیمه هادی ها - منجر به تولید مدارهای نیمه هادی مجتمع پیچیده تر می شود. این منجر به کاهش قابل توجهی در فضای مورد نیاز مدارهای الکترونیکی می شود و در عین حال منجر به افزایش عملکرد آنها می شود. رایانه‌های بزرگ الکترونیکی و همچنین رایانه‌های رومیزی الکترونیکی کوچک، گواه سطح بالای این فناوری مدار هستند. علاوه بر این توسعه مدارهای نیمه هادی بسیار یکپارچه، تعداد زیادی از اجزای نیمه هادی با خواص ویژه در ده سال گذشته توسعه یافته است که امکان یافتن راه حل های ساده و در نتیجه موثر برای بسیاری از مشکلات مدار را فراهم می کند. اگرچه از یک سو اشباع خاصی در توسعه قطعات نیمه هادی جدید وجود دارد، از سوی دیگر بسیاری از این قطعات هنوز وارد کتاب های درسی دانشگاه های فنی و دانشکده های فنی نشده اند. بنابراین هدف این کتاب ارائه یک نمای کلی از اجزای نیمه هادی موجود در حال حاضر و ارائه ساختار فیزیکی، نحوه عملکرد و کاربردهای احتمالی آنها است.

Die Elektronik hat sich in den letzten zwei Jahrzehnten so stürmisch entwickelt wie wohl kaum ein anderer Bereich der Elektrotechnik. Dabei waren es vor allem die Fortschritte der Festkörper- und Halbleiterphysik, die diese Entwicklung vorantrieben. Während in den fünfziger Jahren die Schaltungstechnik in zunehmendem Maße den übergang von Röhren- zu Transistorschaltungen vollzog, wurde in den sechziger Jahren als weiterer Fortschritt der Einsatz von integrierten Schaltkreisen erreicht. Im Bereich der integrierten Schaltkreise ist jetzt eine Entwicklung zu beobachten, die - bedingt durch eine verbesserte Halbleitertechnologie - zur Herstellung immer komplexerer integrierter Halbleiter­ schaltungen führt. Dies hat eine weitgehende Verringerung des Raumbedarfs elektroni­ scher Schaltungen zur Folge und führt gleichzeitig zur Steigerung ihrer Leistungsfähig­ keit. Sowohl elektronische Großrechner als auch besonders kleine elektronische Tisch­ rechner zeugen vom hohen Stand dieser Schaltungstechnik. Neben dieser Entwicklung hochintegrierter Halbleiterschaltungen wurde in den letzten zehn Jahren eine Vielzahl von Halbleiterbauelementen mit speziellen Eigenschaften ent­ wickelt, die es erst ermöglichten, für viele Schaltungsprobleme besonders einfache und deshalb effektive Lösungen zu finden. Obwohl sich einerseits bei der Entwicklung neuer Halbleiterbauelemente bereits eine gewisse Sättigung abzeichnet, sind jedoch anderer­ seits viele dieser Bauelemente noch nicht in die Lehrbücher der Technischen Universi­ täten und Fachhochschulen eingegangen. Ziel dieses Buches ist es deshalb, eine Übersicht über die derzeit zur Verfügung stehenden Halbleiterbauelemente zu geben und ihren physikalischen Aufbau, ihre Wirkungsweise und ihre Anwendungsmöglichkeiten darzustellen.